EP3776295B1 - Procédé et dispositif d'authentification d'un utilisateur - Google Patents

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EP3776295B1
EP3776295B1 EP19718795.8A EP19718795A EP3776295B1 EP 3776295 B1 EP3776295 B1 EP 3776295B1 EP 19718795 A EP19718795 A EP 19718795A EP 3776295 B1 EP3776295 B1 EP 3776295B1
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EP
European Patent Office
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user
signal
terminal
authentication
authenticating
Prior art date
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Active
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EP19718795.8A
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German (de)
English (en)
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Romain HUET
Olivier Lepetit
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Orange SA
Original Assignee
Orange SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3776295B1 publication Critical patent/EP3776295B1/fr
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    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
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    • G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
    • G—PHYSICS
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    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06—Authentication
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W12/06—Authentication
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Definitions

  • the invention relates to the authentication of a user, via communications initiated on a short-range wireless channel. More specifically, the invention relates to a method for authenticating a user to an application or a device, via a portable terminal of the user capable of establishing a communication using the conductivity capacity of the human body to transmit the electromagnetic waves carrying such wireless communications.
  • Such systems then record the sequence of letters drawn by the user in the form of an image, for example.
  • Such systems are generally not equipped to check the authenticity of the user's signature and do not allow validation that it is indeed the user who signed.
  • Handwriting recognition systems also exist that can determine whether a sequence of handwritten letters traced by a user corresponds to a sequence of handwritten letters previously memorized.
  • such systems are implemented a posteriori, i.e. once the signature to be verified has been memorized and are based on complex image analysis algorithms. They also require initial learning of the user's signature, and that at the time when verification is necessary, this learning is accessible to the device on which the user traces the signature to be verified. Such a mechanism is then not suitable for the case where the device on which the user traces the signature to be verified is used for the first time by the user, for example when signing a receipt.
  • Such systems require a specific sensor, such as a touch surface, on which the user traces the characters.
  • a specific sensor such as a touch surface
  • Such a method is therefore not suitable for all devices that a user is likely to use during an action requiring authentication, for example signing an acknowledgment of receipt, initialing a digital legal document at a notary's office, for example, authenticating at a terminal to access a secure location, making a secure payment, etc.
  • a radio carrier wave, or electromagnetic signal is transmitted by the transmitting device through the user's body to a terminal of the user, for example a mobile telephone, adapted to receive such a signal.
  • Such a signal is characteristic of the characters drawn by the user. Indeed, when the user draws characters on the transmitting device, his or her finger(s) move over the surface of the transmitting device's antenna, which creates variations in the electromagnetic field picked up by the user's terminal. The amplitude of the signal received by the user's terminal is thus modified depending on the characters drawn by the user and the way in which the user draws these characters. The signal is thus representative of the user's writing.
  • the shape of the signal generated and transmitted via the user's body also depends on a number of characteristics specific to the wearer (body size, age, sex, humidity of the tissues, etc.), as well as the terminal's means of reception (characteristics and position of the antenna, etc.).
  • the analysis of such a signal therefore makes it possible to identify characteristics specific to the user and to the characters traced by the user and therefore to recognize it by comparison with a known similar signal.
  • the control signal may, for example, correspond to a signal representing a sequence of characters drawn by the user during an initialization phase, or to parameters resulting from a learning of a signal representing a sequence of characters drawn by the user during the initialization phase. Such a signal may thus be interpreted as a biometric signature of the user.
  • control signal may correspond to a sequence of previously stored coded characters, for example characters coded according to the standard ASCII, or any other protocol interpretable by a computer.
  • signals representing respectively characters drawn by the user were learned during the initialization phase and data representative of this learning were memorized, for example in the form of parameters resulting from the learning, such as weights of a neural network.
  • the terminal For communication to be established on the CBB channel (for Communication By Body in English), the terminal must be close to the transmission channel, therefore to the user's body, for example a distance of less than a few cm, which is reasonable for the user to carry the terminal in a pocket. It should be noted that the user's skin does not need to be in contact with the terminal for communication to be established; similarly, the user's hand is not necessarily in physical contact with the antenna of the transmitting device.
  • the verification comprises obtaining at least one piece of authentication data specific to the user previously stored.
  • the authentication data corresponds to the control signal itself.
  • the control signal is generated for the user when the latter traces a sequence of characters on the transmitting device, for example his signature, his initials, a password, etc.
  • the authentication data corresponds to the signal or to the learning parameters resulting from the learning of signals representing respectively the tracing by the user of several characters on the transmitting device, for example all or part of the letters of the alphabet, numbers, etc.
  • the authentication device uses a user identifier to select at least one authentication data item specific to the user from a set of user authentication data.
  • the authentication device is capable of authenticating several users for whom authentication data have previously been stored.
  • the user identifier corresponds to a telephone number of the user, or an access code stored in the memory of the terminal.
  • the verification further comprises the recognition of each character traced by the user from the at least one authentication data obtained, delivering a sequence of recognized characters, and the determination whether the sequence of recognized characters corresponds to the previously stored control signal.
  • the control signal has been previously recorded directly in digital form, for example as a password, or a code, etc.
  • a learning phase has been carried out to learn the tracing by the user of each character at least included in the control signal. This learning can be carried out independently for each character included in the control signal, or for more characters if the control signal is likely to be updated. Thus, the learning phase does not need to be redone again.
  • the signal representative of at least one character drawn by the user is received by an authentication device, coming from the user's terminal.
  • the authentication method is implemented by an authentication device separate from the user's terminal.
  • a signal representative of the characters drawn by the user is emitted by the transmitting device via the CBB channel to the user's terminal.
  • This signal is then retransmitted by the terminal to an authentication device which validates or not the authentication.
  • an authentication device which validates or not the authentication.
  • such a particular embodiment of the invention can be used to authenticate a user during an access control to a place secured by an access terminal.
  • the authentication device and the transmitting device can be included in the same device.
  • the validation comprises sending an authentication validation signal to a control device.
  • the control device may be the transmitting device or another device capable of controlling a service to which the user wishes to access via his authentication. This may be, for example, an access terminal to a secure location, a banking server to authorize a banking transaction, etc.
  • the verification is implemented by a neural network having previously learned the at least one authentication data specific to the user.
  • a learning of the neural network is previously implemented in order to configure a neural network specific to the user.
  • such a neural network may also be specific to the stored control signal.
  • the received signal is provided as input to the neural network which provides as output a value representative of the correspondence between the received signal and the control signal, for example a probability value, or a Boolean value: for example 1 if the authentication is successful and 0 if the authentication fails.
  • the neural network has learned a group of characters drawn by the user, for example the letters of the alphabet.
  • the received signal is provided as input to the neural network, which provides as output the sequence of characters that the neural network has recognized from the received signal.
  • the verification provides a correspondence value between the received signal and the control signal, the verification being positive when the correspondence value is greater than a determined threshold.
  • the verification of the correspondence between the received signal and the control signal can be relaxed, i.e. the verification can be considered positive even if the two signals are not 100% identical. For example, the verification can be positive if the two signals correspond to 95%.
  • a correspondence threshold between the received signal and the control signal can thus be defined according to the level of security required by the application requiring user authentication.
  • such a device further comprises a communication module for transmitting a validation signal to a control device.
  • the invention also relates to a terminal comprising an authentication device according to any one of the particular embodiments described above.
  • the invention also relates to a user authentication system comprising at least one authentication device according to any one of the particular embodiments described above and said transmitting device or said terminal.
  • such a system further comprises a control device configured to receive a validation signal from the authentication device.
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions for implementing the method described above according to any of the particular embodiments described above, when said program is executed by a processor.
  • the method can be implemented in various ways, in particular in wired form or in software form.
  • This program may use any programming language, and may be in the form of source code, object code, or code intermediate between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other desirable form.
  • the invention also relates to a recording medium or information medium readable by a computer, and comprising instructions of a computer program as mentioned above.
  • the recording media mentioned above can be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium can comprise a storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, for example a floppy disk or a hard disk, a USB key.
  • the recording media can correspond to a transmissible medium such as an electrical signal or optical, which can be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the programs according to the invention can in particular be downloaded over an Internet-type network.
  • the recording media may correspond to an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • the general principle of the invention is to use new wireless communication techniques using the human body as a channel to generate a signal representative of a series of characters drawn by a user, for example alphanumeric characters, on a surface of a transmitting device and received by a terminal of the user. Using this generated signal and at least one authentication data previously learned for the user, it is possible to verify whether the signal received by the terminal is indeed representative of a previously stored control signal. It is thus possible to determine whether the user who traced the characters is indeed the user of the terminal.
  • the invention thus makes it possible, for example, to define a new type of biometric signature.
  • NFC Near Field Communication
  • FIGS. 1A, 1B, and 1C represent a wireless communication system according to different embodiments of the invention when a user (2) carrying a portable device (1), hereinafter called terminal, equipped with a CBB module as defined previously, traces using at least one finger a series of characters, for example alphanumeric characters, on a surface of a transmitting device (3), to authenticate himself with a device or a service.
  • a portable device (1) hereinafter called terminal
  • CBB module as defined previously
  • a service means any type of service, for example a monetary transaction, ticket validation, access to a secure location, signing or initialing a digital document, etc.
  • the transmitting device (3) may be, for example, a connected object (in English, IOT for Internet Of Things), an EFT (for Electronic Payment Terminal), an access control terminal, a personal computer, a computer mouse, a home gateway, etc. It is capable of transmitting NFC-type radio signals, through the user's body, via an NFC/CBB antenna (not shown).
  • the transmitting device (3) comprises a surface constituted by the antenna, possibly protected and adapted to react when the user touches it or comes into proximity with it, for example by bringing their hand close.
  • the term "surface” is in no way limiting and given for illustrative purposes, the antenna being the only means essential to the operation of the device.
  • the assembly consisting of the antenna, the surface and more generally of all the components necessary for the implementation of an IBC communication is called in the following "IBC transmitter module", noted MIBCM.
  • MIBCM The assembly consisting of the antenna, the surface and more generally of all the components necessary for the implementation of an IBC communication.
  • MIBCM The transmitter device according to this example (3) is an EPT comprising for example a user interface, also called IHM (for Human Machine Interface), intended to display messages for the attention of the user.
  • IHM Human Machine Interface
  • such a user interface may be capable of possibly receiving data, but such a capacity is not necessary for the realization of the invention.
  • the terminal (1) is a portable device naturally capable of receiving radio carrier waves, via an antenna, through the body of the user (2).
  • the terminal (1) is located in the immediate vicinity of the user (2), without necessarily being in direct contact with the latter.
  • the terminal (1) is placed inside a pocket or a bag carried against the user. In these configurations, it is estimated that the terminal (1) is not more than a few centimeters from the body of the user (2). The distance is for example less than 5 cm.
  • the terminal (1) is equipped with a battery or batteries, for autonomous operation. According to this example, it is a mobile terminal equipped with an NFC antenna (not shown) adapted in CBB mode to receive the modulated electrical signals in the form of an electromagnetic wave through the body of the user when the latter is in the immediate vicinity of the transmitting device.
  • the terminal (1) further comprises means for communicating on a second channel (4), for example Bluetooth or Wi-Fi.
  • a second channel (4) allows higher transmission rates and speeds than CBB.
  • This allows the user's terminal (1) to communicate with the transmitting device (3), for example to transmit a validation signal when the authentication method described below is implemented by the terminal, or a signal or signals representative of the characters drawn by the user when the authentication method described below is implemented by the transmitting device.
  • the terminal (1) further comprises means for communicating on another channel (4'), for example Wi-Fi.
  • a control device (10) e.g. a banking server to authorize a transaction.
  • a channel (4') allows for example the terminal (1) to transmit a validation signal, for example via an IP data network and a WIFI link, to the control device (10), when the authentication method described below is implemented by the terminal (1).
  • FIG. 1C illustrates a variant of the embodiment illustrated in Figure 1A .
  • the transmitter device (3) also comprises means for communicating on another channel (4"), for example Bluetooth or Wi-Fi.
  • This allows the transmitter device (3) to communicate with a control device (11), e.g. a secure door to which the transmitter device (3) controls access.
  • a control device e.g. a secure door to which the transmitter device (3) controls access.
  • Such a channel (4") allows, for example, the transmitter device (3) to transmit a validation signal to the control device (11), when the authentication method described below is implemented by the transmitter device (3).
  • the user (2) is for example in a store and wishes to pay for a purchase using a dematerialized bank card located on his terminal (1).
  • the transmitting device (3) is able to establish a secure communication with the mobile terminal (1) in order to validate the monetary transaction; the user must be authenticated, that is to say that at the end of the process it is certain that he is indeed the owner of the terminal.
  • the user (2) wishes to access a secure location whose access is controlled by an access code or a signature.
  • the transmitting device (3) is an access terminal placed near the secure door. The method makes it possible to determine whether the user is indeed a user authorized to access the secure location.
  • First phase learning at least one user authentication data
  • a first step which corresponds to a so-called learning phase, the user traces several times (in the sequence, N times, where N is a natural integer) a character or a sequence of characters on a surface of a reader associated with a learning module. It will be noted that for this step, the user is not necessarily in the store.
  • the purpose of this step is to recover, preferably on the terminal (or alternatively, on another device with which the terminal is capable of exchanging data) a plurality (N) of signals which correspond to the signals generated by the person (2) when he traces the same character or the same sequence of characters as many times (N) on a surface of the reader.
  • These signals correspond to the characteristics of the user and the way in which he draws characters. These signals may present small variations, because the user cannot always draw the same character or the same sequence of characters in the same way, i.e. with the same mechanical/dynamic parameters. In addition, its Physiological parameters can also vary over time, leading to a variation in the signal propagated through the body.
  • the user authentication data learning phase is implemented over several days. For example, the user traces the character or sequence of characters to be learned one or more times on a first day, then one or more times on another day, etc.
  • the authentication data can then be used to verify whether a signal representative of a sequence of characters drawn by the user actually corresponds to a control signal used to authenticate the user.
  • control signal can correspond directly to the authentication data.
  • control signal is specific to the user because it includes characteristics intrinsic to the user.
  • the control signal may correspond to a sequence of characters stored in a form interpretable by a computer.
  • the control signal may or may not be specific to the user, it may be a password common to several users, or the user's initials, etc.
  • Authentication data can be obtained by the N slightly different measurements entrusted to a learning module responsible for calculating an "average value" of the different signals, or signal type corresponding to the authentication data.
  • This module is typically a machine learning (ML) module.
  • ML machine learning
  • machine learning or statistical learning, concerns the design, analysis, development and implementation of methods allowing a machine (in the broad sense) to evolve through a systematic process, and thus to complete difficult or problematic tasks by more traditional algorithmic means.
  • a possible example of machine learning is that of classification, the goal of which is to label each data by associating it with a class.
  • neural networks are used here.
  • the learning module conventionally learns authentication data from the different signals of a user, i.e. it defines its parameters to then allow, from any signal received, to be able to provide as output an indication of correspondence between the signal received and authentication data resulting from the learning.
  • the neural network can also provide a membership class of the received signal. For example, in the case of learning to recognize an alphabet, each symbol of the alphabet corresponding to a class, the neural network can determine to which class, i.e. which symbol of the alphabet, the received signal corresponds. According to this example, in the case of a sequence of characters to be recognized, the neural network will successively process several received signals to recognize the different characters drawn.
  • the learning module then stores the authentication data of users identified by their identifiers in a database. For example, the parameters determined by each neural network associated with a user are stored.
  • the resulting authentication data or the neural network parameters corresponding to the authentication data can advantageously be stored on the user's terminal or the transmitting device. If the terminal or the transmitting device is used by several users, several authentication data or several sets of neural network parameters can be stored, for example in connection with an identifier of each user.
  • the user of the IBC mobile terminal who wishes to validate a transaction approaches the transmitting device (3, for example a terminal) and traces a series of characters on a surface of the transmitting device or near the transmitting device.
  • the transmitting device for example a terminal
  • the signal propagates from the terminal (3) to the user's mobile (1), through his body.
  • a verification module of the terminal or with which the terminal can communicate verifies the signal emitted by the transmitting device. It is typically capable of verifying that the signal received corresponds to a control signal, which has been previously recorded on the terminal or in a database accessible to the terminal.
  • the verification module may be included in the transmitting device. In this case, the signal received by the terminal is retransmitted via another channel (4) to the transmitting device.
  • the user is authenticated.
  • All data necessary for the establishment, continuation and conclusion of the service can be exchanged between the terminal (or the issuing device) and the issuing device (or control device).
  • a Bluetooth or Wi-Fi channel (4, 4', 4" is established to exchange data, validate a ticket, open an access door, record a digital contract, etc.
  • the invention therefore has an essential advantage in terms of ergonomics and security in that it allows the person wishing to access a secure service to be authenticated via a series of manually drawn characters without having to take their terminal out of their pocket or bag, and without using a keyboard to enter a confidential code that could be spied on.
  • this learning module and this database are not necessarily located on the terminal: they can be on a server in a data network, on the transmitting device if centralized operation is desired, etc.
  • a transmitting device (3) according to the invention will now be described in relation to the Figure 3 .
  • any commercial reader for example a TPE
  • TPE can advantageously be used as a transmitting device, provided that it benefits from the MIBCM module, after a simple update of the reader software (installation and/or update of the application and configuration of the NFC transmission) to make it capable of transmitting a message having the characteristics (frequency, modulation, etc.) CBB via its antenna.
  • FIG. 4A represents the steps of a learning method according to an embodiment of the invention.
  • Learning is performed by repeating a tracing of a sequence of characters on a learning device, for example the transmitting device.
  • the user is, for example, in a telecommunications operator's store and is about to trace a sequence of characters that will generate his authentication data.
  • the authentication data also correspond to the control signal that will be used subsequently to verify the user's authentication, when using CBB-type services.
  • the communication is unidirectional, from the learning device to the user terminal, and a Bluetooth communication channel (4) is used for communication from the user terminal to the learning device.
  • the user terminal for example of the CBB smartphone type, is located in the user's pocket.
  • a step E21 the user traces a sequence of characters to the learning device (terminal, TPE, etc.).
  • the sequence of characters comprises at least one character, for example an alphanumeric character.
  • the sequence of characters can be decided by the user himself, or provided to the user, for example by the provider of the service requiring authentication of the user.
  • step E21 communication is established on the IBC channel.
  • the terminal emits the signal SP(t) transmitted via the user's body and carrying the characteristics of the sequence of characters drawn by the user.
  • Such a signal SP(t) is received by the user's terminal (1) during a step E1.
  • the user terminal demodulates and processes the received signal SP(t).
  • the terminal stores the signal in a memory (represented here in the form of a database (6) as an example). Alternatively, it can also transmit the signal to an external learning server.
  • the received signal Sp(t) is provided as input to a neural network RES, the weights of which have previously been initialized to one or more default values.
  • step E4 a number of iterations is tested and it is verified whether a number N of iterations of steps E1-E3 has been carried out; as long as the desired number of iterations is not reached, the user's terminal asks the user to retrace the sequence of characters (step E1), receives a new signal Sp(t) (step E1) which it provides as input to the RES neural network so that it learns the user's authentication data corresponding to the sequence of characters traced by the user.
  • the neural network can be used as described in the article “Authentication and Identification of Faces based on Wavelets and Neural Networks.” by M.BELAHCENE-BENATIA Mébarka (Materials Science Review, LARHYSS Laboratory No. 02, September 2014 pp. 01-08) ).
  • the method described based on the transformation of a two-dimensional image of a face into a vector of size N obtained by chaining the rows (or columns) of the corresponding image, followed by the establishment of a covariance matrix between the different images, can be easily adapted to the samples of the digital signals from the Sp(t) signals.
  • the counter N is set to 3 and three signals S 1 (t), S 2 (t), S 3 (t) must be received and supplied to the neural network RES.
  • the number of iterations is considered to be reached when the coefficients of the neural network, i.e. parameters of the neural network, are almost stable from one iteration to the next. In other words, the number of iterations is considered to be reached when the difference between the coefficients of the neural network between two iterations is less than 95% for example.
  • the training of the RES neural network for the user is completed and the user's authentication data is determined.
  • the authentication data is represented by the parameters of the RES neural network determined during the training performed during the iterations of steps E1-E2-E3.
  • the authentication data are stored in a memory, or database (5), either in the user's terminal or in an authentication data database, preferably with an identifier of the user (for example his name, his date of birth, his telephone number, the MAC address of his terminal, his bank account number, etc.).
  • an identifier of the user for example his name, his date of birth, his telephone number, the MAC address of his terminal, his bank account number, etc.
  • the transmitting device terminal which learns the authentication data.
  • the step E1 of reception of the signal or E2 of demodulation and processing of the signal by the user's terminal can be followed by a step of retransmission of this signal to the transmitting device, via the Bluetooth channel.
  • the learning of the user authentication data has been described above using a neural network.
  • Other learning methods are of course possible, for example the N signals Sp(t) received during the iterations of steps E1-E2 can be stored and authentication data are determined from the N stored signals by any method within the reach of a person skilled in the art to obtain a signal representative of the N signals Sp(t), for example by performing an average, or by using an SVM ( Support Vector Machine ) system to classify the different signals received by putting them in the subset corresponding to the user signals, etc.
  • SVM Support Vector Machine
  • Authentication data may typically take the form of an analog or digital signal, i.e., a function representing the variations in the signal corresponding to the average pattern of the user's character sequence over a time interval, for example, a few seconds.
  • the authentication data makes it possible to recognize a sequence of characters drawn by the user during authentication, this sequence of characters then being compared with a control signal to validate or not the authentication of the user.
  • the learning method enables the learning device to learn the outline of each character independently, for example each letter of the alphabet is learned alone and separately from other letters.
  • the learning method learns to recognize letters or characters drawn by the user among a group of predetermined characters.
  • a group of characters may include all or part of the letters of the Latin alphabet, or of any other alphabet, numbers, ideograms, or any character capable of being represented in a form interpretable by a computer, for example by an ASCII code, to be stored in a memory.
  • steps E1-E3 are carried out successively for each character of the group of characters that the RES neural network must be able to recognize.
  • the learning method illustrated in Figure 4B is similar to the one illustrated in Figure 4A , except that during step E20, the user is invited to draw a specific character so that the learning device knows which character is being learned.
  • the user can indicate himself via a keyboard of the learning device which character he is going to draw.
  • the learning method further comprises a step E4' which is carried out at the end of the learning of a character, when following step E4, it is determined that the number of iterations for learning this character is reached.
  • step E4' it is checked whether all the characters of the group to be learned have been learned. If this is the case, the method proceeds to step E5, otherwise the method proceeds to learning another character of the group.
  • step E5 the parameters of the neural network representative of the learning of the letters drawn by the user are stored as authentication data.
  • FIG. 6 represents an example of a signal representative of a character traced several times by a user on a surface of a transmitting device, here the letter C.
  • FIG. 5A describes a method for authenticating a user according to a particular embodiment of the invention.
  • the control signal to be verified corresponds to the user authentication data which have been previously learned.
  • a step E51 the user traces a series of characters on a surface of the transmitting device, near the antenna.
  • step E51 communication is established on the CBB channel.
  • the transmitting device transmits a signal which is modified by the drawing of the sequence of characters by the user.
  • the modified signal transmitted via the user's body and carrying the characteristics of the sequence of characters drawn by the test user is received by the user's terminal (1) during a step E52.
  • the user's terminal demodulates and processes the received signal.
  • FIG. 7 represents an example of a received signal representative of a sequence of characters drawn by a user on a surface of a transmitting device, here the user's initials.
  • the user's terminal obtains from its memory or from an external database user authentication data, also corresponding according to the particular mode described here to the control signal to be verified. For example, it obtains the parameters of the neural network associated with the user.
  • a step E55 it is checked whether the received signal corresponds to the control signal.
  • the received signal is provided as input to the neural network which provides as output a value representative of the correspondence between the received signal and the control signal or authentication data, for example a probability value.
  • the neural network has learned the correspondence between the received signal and the control signal (also corresponding according to this embodiment to the authentication data).
  • the verification is positive for example if the correspondence value is close to 100%. In other words, the received signal corresponds to a signal from the user. If another user tries to trace the same sequence of characters, the correspondence value will be small, i.e. far from 100%.
  • the check is positive when the match value is greater than a specified threshold, for example 95%.
  • the correspondence value provided by the neural network makes it possible to determine whether the user who traced a sequence of characters is indeed the user of the terminal.
  • the sequence of characters traced by the user to authenticate does not matter; it is simply verified that the signals resulting from the tracing of this sequence of characters correspond to the character signals traced by the user during learning. It is therefore verified whether the user who requests to authenticate is indeed the user for whom the authentication data were learned.
  • the matching value provided by the neural network makes it possible to determine whether the user who traced a sequence of characters is indeed the user of the terminal and whether the sequence of characters that he traced to authenticate himself is indeed the sequence of characters for which the authentication data was learned. According to this variant, we therefore verify the identity of the user and whether he knows the sequence of characters to trace to authenticate himself.
  • step E56 the user's authentication is validated and the user can access the requested service.
  • step E57 user authentication fails and the user cannot access the service.
  • FIG. 5B describes a method for authenticating a user according to another particular embodiment of the invention.
  • the control signal is distinct from the user's authentication data.
  • the user's authentication is validated if the sequence of characters drawn by the user and after recognition of these characters from the authentication data corresponds to the control signal to be verified.
  • a step E51' the user traces a series of characters on a surface of the transmitting device, near the antenna.
  • step E51' communication is established on the IBC channel.
  • the transmitting device transmits a signal which is modified by the drawing of the sequence of characters by the user.
  • the modified signal transmitted via the user's body and carrying the characteristics of the sequence of characters drawn by the user is received by the user's terminal (1) during a step E52'.
  • the user terminal demodulates and processes the received signal.
  • the user's terminal obtains user authentication data from its memory or from an external database. For example, it obtains the parameters of the neural network associated with the user.
  • a step E55' it is checked whether the received signal corresponds to the control signal allowing access to the requested service. For this, during a substep E58, the recognition of each character drawn by the user is carried out from the received signal and the authentication data obtained. For this, the received signal is provided as input to the user's own neural network and a sequence of recognized characters is obtained as output, possibly with a correspondence value, corresponding for example to a confidence measure associated with the sequence of recognized characters. During step E55', it is then determined whether the sequence of recognized characters corresponds to the previously stored control signal. The verification is positive for example if the sequence of recognized characters is identical to the control signal.
  • step E56' the user's authentication is validated and the user can access the requested service.
  • step E57' user authentication fails and the user cannot access the service.
  • these embodiments may be implemented by the transmitting device.
  • the mechanisms described above are identical, the data user authentication and control signal are previously stored in the transmitting device.
  • this signal is transmitted, for example via a WIFI or Bluetooth link, to the transmitting device.
  • an identifier of the user for example a mobile number, name, or the like, is used to select the user-specific authentication data from the user authentication data set.
  • such an identifier is for example transmitted by the user terminal to the transmitting device via a WIFI or Bluetooth channel.
  • an authentication validation signal is transmitted (E60) to a control device in order to activate the service requested by the user.
  • a signal can be transmitted via a WIFI or Bluetooth channel, or an IP network, etc.
  • the aforementioned control device may be the transmitting device, or the user's terminal depending on the device implementing the authentication method, or another device such as an access door, a server, etc.

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Description

    1. Domaine de l'invention
  • L'invention concerne l'authentification d'un utilisateur, via des communications initiées sur un canal sans fil à courte portée. Plus précisément, l'invention porte sur un procédé pour authentifier un utilisateur auprès d'une application ou d'un dispositif, par l'intermédiaire d'un terminal portatif de l'utilisateur apte à établir une communication utilisant la capacité de conductivité du corps humain pour transmettre les ondes électromagnétiques porteuses de telles communications sans fils.
    • 2. Art Antérieur
  • Il existe des systèmes permettant à un utilisateur de signer un reçu, ou un contrat de manière digitale, par exemple dans le cas de la remise d'un recommandé par La Poste. De tels systèmes nécessitent une surface tactile sur laquelle l'utilisateur trace les caractères, lettres de sa signature, ou de ses initiales avec le doigt ou à l'aide d'un stylet par exemple.
  • De tels systèmes enregistrent alors la suite de lettres tracées par l'utilisateur sous la forme d'une image par exemple. Cependant, de tels systèmes ne sont en général pas équipés pour contrôler l'authenticité de la signature de l'utilisateur et ne permettent pas de valider que c'est bien l'utilisateur qui a signé.
  • Des systèmes de reconnaissance d'écriture existent également qui permettent de déterminer si une suite de lettres manuscrites tracées par un utilisateur correspond à une suite de lettres manuscrites préalablement mémorisées. Toutefois, de tels systèmes sont mis en œuvre a posteriori, i.e. une fois que la signature à vérifier a été mémorisée et sont basées sur des algorithmes complexes d'analyse d'images. Ils nécessitent également un apprentissage initial de la signature de l'utilisateur, et qu'au moment où la vérification est nécessaire, cet apprentissage soit accessible au dispositif sur lequel l'utilisateur trace la signature à vérifier. Un tel mécanisme n'est alors pas adapté au cas où le dispositif sur lequel l'utilisateur trace la signature à vérifier est utilisé pour la première fois par l'utilisateur, par exemple lors de la signature d'un reçu.
  • De plus, de tels systèmes nécessitent un capteur spécifique, tel qu'une surface tactile, sur laquelle l'utilisateur trace les caractères. Une telle méthode n'est donc pas adaptée à tous les dispositifs qu'un utilisateur est susceptible d'utiliser lors d'une action nécessitant une authentification, par exemple signer un accusé-réception, parapher un document juridique digitalisé chez un notaire par exemple, s'authentifier auprès d'une borne pour accéder à un lieu sécurisé, réaliser un paiement sécurisé, etc.....
    • 3. Exposé de l'invention
  • L'invention vient améliorer l'état de la technique. Elle concerne à cet effet un procédé d'authentification d'un utilisateur, mis en œuvre par un processeur. Un tel procédé comprenant:
    • la réception d'un signal représentatif d'au moins un caractère tracé par l'utilisateur sur une surface d'un dispositif émetteur comprenant une antenne apte à émettre un signal radio à destination d'un terminal de l'utilisateur via un canal utilisant des capacités de conduction d'onde électromagnétique du corps de l'utilisateur lorsque la main de l'utilisateur trace ledit au moins un caractère sur ou à proximité de la surface du dispositif émetteur,
    • la vérification si le signal reçu correspond à un signal de contrôle préalablement mémorisé,
    • dans le cas d'une vérification positive, la validation de l'authentification de l'utilisateur.
  • Avantageusement, lorsque l'utilisateur trace au moins un caractère sur la surface du dispositif émetteur, une onde porteuse radio, ou signal électromagnétique, est transmise par le dispositif émetteur à travers le corps de l'utilisateur vers un terminal de l'utilisateur, par exemple un téléphone mobile, adapté à recevoir un tel signal.
  • Un tel signal est caractéristique des caractères tracés par l'utilisateur. En effet, lorsque l'utilisateur trace des caractères sur le dispositif émetteur, son ou ses doigts se déplacent sur la surface de l'antenne du dispositif émetteur, ce qui crée des variations du champ électromagnétique capté par le terminal de l'utilisateur. L'amplitude du signal reçu par le terminal de l'utilisateur est ainsi modifiée en fonction des caractères tracés par l'utilisateur et de la manière dont l'utilisateur trace ces caractères. Le signal est ainsi représentatif de l'écriture de l'utilisateur.
  • De plus, la forme du signal généré et transmis via le corps de l'utilisateur dépend également d'un certain nombre de caractéristiques propres au porteur (corpulence, âge, sexe, humidité des tissus, etc.), ainsi que des moyens de réception du terminal (caractéristiques et position de l'antenne, etc.). L'analyse d'un tel signal (forme, puissance, etc.) permet donc d'en dégager des caractéristiques propres à l'utilisateur et aux caractères tracés par l'utilisateur et donc de le reconnaître par comparaison avec un signal similaire connu.
  • Le signal de contrôle peut par exemple correspondre à un signal représentatif d'une suite de caractères tracés par l'utilisateur lors d'une phase d'initialisation, ou à des paramètres issus d'un apprentissage d'un signal représentatif d'une suite de caractères tracés par l'utilisateur lors de la phase d'initialisation. Un tel signal peut ainsi être interprété comme une signature biométrique de l'utilisateur.
  • Selon une autre variante, le signal de contrôle peut correspondre à une suite de caractères codés préalablement mémorisés, par exemple des caractères codés selon le standard ASCII, ou tout autre protocole interprétable par un ordinateur. Selon cette dernière variante, des signaux représentatifs respectivement de caractères tracés par l'utilisateur ont été appris lors de la phase d'initialisation et des données représentatives de cet apprentissage ont été mémorisées, par exemple sous la forme de paramètres issus de l'apprentissage, tels que des poids d'un réseau de neurones.
  • Si un autre utilisateur s'approprie le terminal, il ne dispose pas des mêmes caractéristiques biométriques, et les caractères tracés par cet autre utilisateur génèreront un signal différent. En effet, quand bien même l'autre utilisateur aurait connaissance des caractères à tracer pour imiter une signature du premier utilisateur, cet autre utilisateur devrait en plus imiter la manière dont le premier utilisateur trace les caractères. De plus, même si cet autre utilisateur connaît les caractères à tracer et imite la manière dont le premier utilisateur trace les caractères, cet autre utilisateur sera trahi par sa composante intrinsèque.
  • Le procédé décrit ci-dessus permet ainsi de fournir une authentification plus sécurisée de l'utilisateur.
  • Pour que la communication soit établie sur le canal CBB (pour Communication By Body en anglais), le terminal doit être à proximité du canal de transmission, donc du corps de l'utilisateur, par exemple une distance inférieure à quelques cm, ce qui est raisonnable pour que l'utilisateur porte le terminal dans une poche. On notera que la peau de l'utilisateur n'a pas besoin d'être en contact avec le terminal pour que la communication s'établisse ; de même la main de l'utilisateur n'est pas non plus nécessairement en contact physique avec l'antenne du dispositif émetteur.
  • Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la vérification comprend l'obtention d'au moins une donnée d'authentification propre à l'utilisateur préalablement mémorisée.
  • Selon une variante de ce mode particulier de réalisation de l'invention, la donnée d'authentification correspond au signal de contrôle lui-même. Par exemple, lors de la phase d'apprentissage, le signal de contrôle est généré pour l'utilisateur lorsque celui-ci trace une suite de caractères sur le dispositif émetteur, par exemple sa signature, ses initiales, un mode de passe, etc ...
  • Selon une autre variante de ce mode particulier de réalisation de l'invention, la donnée d'authentification correspond au signal ou aux paramètres d'apprentissage issus de l'apprentissage de signaux représentatifs respectivement du tracé par l'utilisateur de plusieurs caractères sur le dispositif émetteur, par exemple tout ou partie des lettres de l'alphabet, des chiffres, etc. Selon cette autre variante, il est possible d'avoir une donnée d'authentification propre à un utilisateur, tout en utilisant un signal de contrôle générique, ou commun à plusieurs utilisateurs.
  • Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, le dispositif d'authentification utilise un identifiant de l'utilisateur pour sélectionner au moins une donnée d'authentification propre à l'utilisateur parmi un ensemble de données d'authentification d'utilisateurs. Selon cet autre mode particulier de réalisation de l'invention, le dispositif d'authentification est apte à authentifier plusieurs utilisateurs pour lesquels des données d'authentification ont préalablement été mémorisées. Par exemple, l'identifiant de l'utilisateur correspond à un numéro de téléphone de l'utilisateur, ou un code d'accès stocké dans la mémoire du terminal.
  • Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, la vérification comprend en outre la reconnaissance de chaque caractère tracé par l'utilisateur à partir de la au moins une donnée d'authentification obtenue, délivrant une suite de caractères reconnus, et la détermination si la suite de caractères reconnus correspond au signal de contrôle préalablement mémorisé. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, le signal de contrôle a été préalablement enregistré directement sous forme numérique, par exemple comme un mot de passe, ou un code, etc... Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, une phase d'apprentissage a été réalisée pour apprendre le tracé par l'utilisateur de chaque caractère au moins compris dans le signal de contrôle. Cet apprentissage peut être réalisé indépendamment pour chaque caractère compris dans le signal de contrôle, ou pour plus de caractères si le signal de contrôle est susceptible d'être mis à jour. Ainsi, la phase d'apprentissage n'a pas besoin d'être refaite à nouveau.
  • Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, le signal représentatif d'au moins un caractère tracé par l'utilisateur est reçu par un dispositif d'authentification, en provenance du terminal de l'utilisateur. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, le procédé d'authentification est mis en œuvre par un dispositif d'authentification distinct du terminal de l'utilisateur.
  • Dans ce cas, un signal représentatif des caractères tracés par l'utilisateur est émis par le dispositif émetteur via le canal CBB vers le terminal de l'utilisateur. Ce signal est ensuite retransmis par le terminal vers un dispositif d'authentification qui valide ou non l'authentification. Par exemple, un tel mode particulier de réalisation de l'invention peut être utilisé pour authentifier un utilisateur lors d'un contrôle d'accès à un lieu sécurisé par une borne d'accès. En variante, le dispositif d'authentification et le dispositif émetteur peuvent être compris dans un même dispositif.
  • Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, la validation comprend l'envoi à un dispositif de contrôle d'un signal de validation de l'authentification. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle peut être le dispositif émetteur ou un autre dispositif apte à contrôler un service auquel l'utilisateur souhaite accéder via son authentification. Il peut s'agir, par exemple, d'une borne d'accès à un lieu sécurisé, un serveur bancaire pour autoriser une transaction bancaire, etc...
  • Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, la vérification est mise en œuvre par un réseau de neurones ayant préalablement appris la au moins une donnée d'authentification propre à l'utilisateur. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, un apprentissage du réseau de neurones est préalablement mis en œuvre afin de paramétrer un réseau de neurones propre à l'utilisateur.
  • Selon une variante, un tel réseau de neurones peut également être propre au signal de contrôle mémorisé. En fonctionnement, lorsque l'authentification de l'utilisateur est nécessaire, le signal reçu est fourni en entrée du réseau de neurones qui fournit en sortie une valeur représentative de la correspondance entre le signal reçu et le signal de contrôle, par exemple une valeur de probabilité, ou une valeur booléen: par exemple 1 si l'authentification est réussie et 0 en cas d'échec de l'authentification.
  • Selon une autre variante, le réseau de neurones a appris un groupe de caractères tracés par l'utilisateur, par exemple les lettres de l'alphabet. En fonctionnement, lorsque l'authentification de l'utilisateur est nécessaire, le signal reçu est fourni en entrée du réseau de neurones qui fournit en sortie la suite de caractères que le réseau de neurones a reconnu à partir du signal reçu.
  • Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, la vérification fournit une valeur de correspondance entre le signal reçu et le signal de contrôle, la vérification étant positive lorsque la valeur de correspondance est supérieure à un seuil déterminé. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, la vérification de la correspondance entre le signal reçu et le signal de contrôle peut être assouplie, i.e. la vérification peut être considérée positive même si les deux signaux ne sont pas identiques à 100%. Par exemple, la vérification peut être positive si les deux signaux correspondent à 95%.
  • Un seuil de correspondance entre le signal reçu et le signal de contrôle peut ainsi être défini en fonction du niveau de sécurité nécessaire à l'application nécessitant une authentification de l'utilisateur.
  • L'invention concerne également un dispositif d'authentification d'un utilisateur, comprenant au moins une mémoire et un processeur configurés pour:
    • recevoir un signal représentatif d'au moins un caractère tracé par l'utilisateur sur une surface d'un dispositif émetteur comprenant une antenne apte à émettre un signal radio à destination d'un terminal de l'utilisateur via un canal utilisant des capacités de conduction d'onde électromagnétique du corps de l'utilisateur lorsque la main de l'utilisateur trace ledit au moins un caractère sur ou à proximité de la surface du dispositif émetteur,
    • vérifier si le signal reçu correspond à un signal de contrôle préalablement mémorisé,
    • valider l'authentification de l'utilisateur.
  • Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, un tel dispositif comprend en outre un module de communication pour transmettre un signal de validation à un dispositif de contrôle.
  • L'invention concerne également un terminal comprenant un dispositif d'authentification selon l'un quelconque des modes particuliers de réalisation décrits ci-dessus.
  • L'invention concerne également un système d'authentification d'un utilisateur comprenant au moins un dispositif d'authentification selon l'un quelconque des modes particuliers de réalisation décrits ci-dessus et ledit dispositif émetteur ou ledit terminal.
  • Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, un tel système comprend en outre un dispositif de contrôle configuré pour recevoir un signal de validation du dispositif d'authentification.
  • L'invention concerne également un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus selon l'un quelconque des modes particuliers de réalisation décrits précédemment, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur. Le procédé peut être mis en œuvre de diverses manières, notamment sous forme câblée ou sous forme logicielle.
  • Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
  • L'invention vise aussi un support d'enregistrement ou support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus. Les supports d'enregistrement mentionnés ci-avant peuvent être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) ou un disque dur, une clé USB. D'autre part, les supports d'enregistrement peuvent correspondre à un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Les programmes selon l'invention peuvent être en particulier téléchargés sur un réseau de type Internet.
  • Alternativement, les supports d'enregistrement peuvent correspondre à un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
    • 4. Liste des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
    • les figures 1A, 1B et 1C illustrent des exemples d'environnement de mise en œuvre de l'invention selon des modes particuliers de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 représente un terminal selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 3 représente un dispositif émetteur selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 4A représente des étapes d'un procédé d'apprentissage d'au moins une donnée d'authentification d'un utilisateur selon un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 4B représente des étapes d'un procédé d'apprentissage d'au moins une donnée d'authentification d'un utilisateur selon un autre mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 5A représente les étapes d'un procédé d'authentification selon un mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 5B représente les étapes d'un procédé d'authentification selon un autre mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 6 représente un exemple de signal représentatif d'un caractère tracé plusieurs fois par un utilisateur sur une surface d'un dispositif émetteur,
    • la figure 7 représente un exemple de signal représentatif d'une suite de caractères tracés par un utilisateur sur une surface d'un dispositif émetteur.
    5. Description d'un mode de réalisation de l'invention 5.1 Principe général de l'invention
  • Le principe général de l'invention est d'utiliser les nouvelles techniques de communication sans fils utilisant pour canal le corps humain pour générer un signal représentatif d'une suite de caractères tracés par un utilisateur, par exemple des caractères alphanumériques, sur une surface d'un dispositif émetteur et reçu par un terminal de l'utilisateur. A l'aide de ce signal généré et d'au moins une donnée d'authentification préalablement apprise pour l'utilisateur, il est possible de vérifier si le signal reçu par le terminal est bien représentatif d'un signal de contrôle préalablement mémorisé. Il est ainsi possible de déterminer si l'utilisateur ayant tracé les caractères est bien l'utilisateur du terminal. L'invention permet ainsi par exemple de définir un nouveau type de signature biométrique.
    • 5.2 Modes particuliers de réalisation de l'invention.
  • Au cours des décennies passées sont apparues de nouvelles techniques de communication sans fils utilisant pour canal le corps humain. Dans ces technologies que l'on regroupe sous le terme générique d'IBC (de l'anglais : Intra-Body Communication) ou encore BCC (pour Body Channel Communication), le corps humain agit comme un conducteur pour transmettre des informations d'un point à un autre. On s'intéresse ici plus particulièrement aux méthodes basées sur un couplage par induction, aussi appelées fréquemment « méthodes par champ proche » ou NF (de l'anglais Near Field), adaptées à une communication de proximité. Les communications en champ proche sont usuellement connues sous le sigle « NFC » (pour « Near Field Communication »), basées principalement sur la norme ISO (International Standard Organisation) 14443, utilisent des technologies sans fils pour permettre un échange d'informations entre deux périphériques éloignés d'une courte distance.
  • Les figures 1A, 1B, et 1C représentent un système de communication sans fils selon différents modes de réalisation de l'invention lorsqu'un utilisateur (2) porteur d'un dispositif portatif (1), appelé dans la suite terminal, équipé d'un module CBB tel que défini auparavant, trace à l'aide d'au moins un doigt une suite de caractères, par exemple des caractères alphanumériques, sur une surface d'un dispositif émetteur (3), pour s'authentifier auprès d'un dispositif ou d'un service.
  • Par service, on entend tout type de service, par exemple une transaction monétaire, une validation de ticket, l'accès à un lieu sécurisé, l'apposition d'une signature ou d'un paraphe sur un document numérique, etc.
  • Le dispositif émetteur (3) peut être par exemple un objet connecté (en anglais, IOT pour Internet Of Things), un TPE (pour Terminal Electronique de Paiement), une borne de contrôle d'accès, un ordinateur personnel, une souris d'ordinateur, une passerelle domestique, etc. Il est apte à émettre des signaux radioélectriques de type NFC, à travers le corps de l'utilisateur, via une antenne NFC/CBB (non représentée). Dans cet exemple de réalisation, le dispositif émetteur (3) comprend une surface constituée par l'antenne éventuellement protégée et adaptée pour réagir lorsque l'utilisateur l'effleure ou entre en proximité avec elle, par exemple en approchant la main. Le terme « surface » n'est nullement limitatif et donné à titre illustratif, l'antenne étant le seul moyen indispensable au fonctionnement du dispositif. L'ensemble constitué de l'antenne, de la surface et plus généralement de tous les composants nécessaires à la mise en œuvre d'une communication IBC est appelé dans la suite « Module IBC émetteur», noté MIBCM. On notera que ce module correspond au module NFC standard d'une borne de type NFC paramétrée pour une communication CBB par le chargement d'un programme (logiciel) spécifique, sans modification du hardware. Le dispositif émetteur selon cet exemple (3) est un TPE comprenant par exemple une interface utilisateur, encore appelée IHM (pour Interface Homme Machine), destinée à afficher des messages à l'attention de l'utilisateur. Selon l'invention, une telle interface utilisateur peut être apte à recevoir éventuellement des données, mais une telle capacité n'est pas nécessaire pour la réalisation de l'invention.
  • Le terminal (1) selon l'invention est un dispositif portatif naturellement apte à recevoir des ondes porteuses radio, via une antenne, à travers le corps de l'utilisateur (2). A cette fin, le terminal (1) est situé à proximité immédiate de l'utilisateur (2), sans nécessairement être en contact direct avec celui-ci. Par exemple, le terminal (1) est placé à l'intérieur d'une poche ou d'un sac porté contre l'utilisateur. Dans ces configurations, on estime que le terminal (1) n'est pas éloigné de plus de quelques centimètres du corps de l'utilisateur (2). La distance est par exemple inférieure à 5 cm. Le terminal (1) est équipé d'une batterie ou de piles, pour un fonctionnement autonome. Il s'agit selon cet exemple d'un terminal mobile équipé d'une antenne NFC (non représentée) adaptée en mode CBB pour recevoir les signaux électriques modulés sous forme d'une onde électromagnétique à travers le corps de l'utilisateur lorsque celui-ci se trouve à proximité immédiate du dispositif émetteur.
  • Selon un mode de réalisation préféré illustré en figure 1A, le terminal (1) comporte par ailleurs des moyens pour communiquer sur un second canal (4), par exemple Bluetooth ou Wi-Fi. L'utilisation d'un tel canal (4) permet des débits et vitesses de transmission plus élevées que le CBB. Ceci permet au terminal (1) de l'utilisateur de communiquer avec le dispositif émetteur (3), par exemple pour transmettre un signal de validation lorsque le procédé d'authentification décrit plus loin est mis en œuvre par le terminal, ou un signal ou des signaux représentatifs des caractères tracés par l'utilisateur lorsque le procédé d'authentification décrit plus loin est mis en œuvre par le dispositif émetteur.
  • Selon un autre mode de réalisation préféré illustré en figure 1B, le terminal (1) comporte par ailleurs des moyens pour communiquer sur un autre canal (4'), par exemple Wi-Fi. Ceci permet au terminal de l'utilisateur de communiquer avec un dispositif de contrôle (10), e.g. un serveur bancaire pour autoriser une transaction. Un tel canal (4') permet par exemple au terminal (1) de transmettre un signal de validation, par exemple via un réseau de données IP et une liaison WIFI, au dispositif de contrôle (10), lorsque le procédé d'authentification décrit plus loin est mis en œuvre par le terminal (1).
  • La figure 1C illustre une variante du mode de réalisation illustré en figure 1A. Selon cette variante, le dispositif émetteur (3) comporte par ailleurs des moyens pour communiquer sur un autre canal (4"), par exemple Bluetooth ou Wi-Fi. Ceci permet au dispositif émetteur (3) de communiquer avec un dispositif de contrôle (11), e.g. une porte sécurisé dont le dispositif émetteur (3) contrôle l'accès. Un tel canal (4") permet par exemple au dispositif émetteur (3) de transmettre un signal de validation au dispositif de contrôle (11), lorsque le procédé d'authentification décrit plus loin est mis en œuvre par le dispositif émetteur (3).
  • Selon un premier scénario, l'utilisateur (2) est par exemple dans un magasin et souhaite régler un achat à l'aide d'une carte bancaire dématérialisée située sur son terminal (1). Le dispositif émetteur (3) est apte à établir avec le terminal mobile (1) une communication sécurisée dans le but de valider la transaction monétaire ; l'utilisateur doit être authentifié, c'est-à-dire qu'à l'issue du procédé on est certain qu'il est bien le propriétaire du terminal.
  • Selon un autre scénario, l'utilisateur (2) souhaite accéder à un lieu sécurisé dont l'accès est contrôlé par un code d'accès ou une signature. Le dispositif émetteur (3) est une borne d'accès placée à proximité de la porte sécurisée. Le procédé permet de déterminer si l'utilisateur est bien un utilisateur autorisé à accéder au lieu sécurisé.
  • Dans les deux cas, le procédé selon l'invention procède en deux temps, ou phases distinctes :
    • Première phase : apprentissage d'au moins une donnée d'authentification de l'utilisateur
  • Dans un premier temps, qui correspond à une phase dite d'apprentissage, l'utilisateur trace plusieurs fois (dans la suite, N fois, où N est un entier naturel) un caractère ou une suite de caractères sur une surface d'un lecteur associé à un module d'apprentissage. On notera que pour cette étape, l'utilisateur n'est pas forcément dans le magasin. Le but de cette étape est de récupérer, de préférence sur le terminal (ou alternativement, sur un autre dispositif avec lequel le terminal est apte à échanger des données) une pluralité (N) de signaux qui correspondent aux signaux générés par la personne (2) lorsqu'elle trace un même caractère ou une même suite de caractères autant de fois (N) sur une surface du lecteur.
  • Ces signaux correspondent aux caractéristiques de l'utilisateur et de la manière dont il trace des caractères. Ces signaux peuvent présentés de petites variations, car l'utilisateur ne peut pas tracer toujours de manière identique un même caractère ou une même suite de caractères, i.e. avec les mêmes paramètres mécaniques/dynamiques. De plus ses paramètres physiologiques peuvent par ailleurs varier au cours du temps, entraînant une variation du signal propagé à travers le corps.
  • Aussi, selon un mode particulier de réalisation, la phase d'apprentissage des données d'authentification de l'utilisateur est mise en œuvre sur plusieurs jours. Par exemple, l'utilisateur trace le caractère ou la suite de caractères à apprendre une ou plusieurs fois un premier jour, puis une ou plusieurs fois un autre jour, etc...
  • Le terminal de l'utilisateur intervient aussi sur la forme du signal reçu. Néanmoins pour une personne donnée traçant un caractère donné ou une suite de caractères donnée, tous les signaux sont de forme globale très similaire et représentent une sorte de signature biométrique et comportementale de l'utilisateur, qu'on appellera par la suite « données d'authentification» ou « signature » de l'utilisateur. Les données d'authentification sont donc représentatives :
    • de caractères tracés par l'utilisateur, par exemple des lettres de l'alphabet, des chiffres, des signes de ponctuation, etc..., ou d'une suite ordonnée de caractères tracés par l'utilisateur: par exemple ses initiales, son nom, un code d'accès, un mot de passe, etc... Ainsi, chaque utilisateur peut avoir ses propres données d'authentification.
  • Lorsque les données d'authentification ont été apprises pour l'utilisateur, elles peuvent ensuite être utilisées pour vérifier si un signal représentatif d'une suite de caractères tracés par l'utilisateur correspond effectivement à un signal de contrôle permettant d'authentifier l'utilisateur.
  • Dans le cas où les données d'authentification sont représentatives d'un apprentissage d'une suite ordonnée de caractères tracés par l'utilisateur, le signal de contrôle peut correspondre directement aux données d'authentification. Dans ce cas, le signal de contrôle est propre à l'utilisateur car il comprend des caractéristiques intrinsèques à l'utilisateur.
  • La suite de caractères représentée par le signal de contrôle peut également être commune à plusieurs utilisateurs, mais lorsqu'elle est tracée par un utilisateur en particulier, la suite de caractères est propre à l'utilisateur car la suite de caractères tracés comporte des caractéristiques de la manière dont l'utilisateur trace les caractères,
    • de ses caractéristiques intrinsèques ; en plus des paramètres biométriques comportementaux qui conditionnent la transmission du signal, certains facteurs biologiques, comme par exemple l'âge, la condition physique, le contrôle moteur, l'humidité des tissus du corps etc. de l'utilisateur peuvent influer sur ses caractéristiques de transmission. On pourra par exemple se référer à l'article « Intra-Body Communication Model Based on Variable Biological Parameters » (Khorshid et al., 2015, 49th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers).
    • des caractéristiques du terminal lui-même, et notamment de son circuit de réception CBB (caractéristiques et orientation de l'antenne, proximité du corps de l'utilisateur, etc.).
  • Dans le cas où les données d'authentification sont représentatives d'un apprentissage d'un ensemble de caractères tracés séparément par l'utilisateur, sans ordre, et appris indépendamment, le signal de contrôle peut correspondre à une suite de caractères mémorisée sous une forme interprétable par un ordinateur. Dans ce cas, le signal de contrôle peut ou non être propre à l'utilisateur, il peut s'agir d'un mot de passe commun à plusieurs utilisateurs, ou bien des initiales de l'utilisateur, ....
  • Les données d'authentification (SIG) peuvent être obtenues par les N mesures légèrement différentes confiées à un module d'apprentissage chargé de calculer une « valeur moyenne », des différents signaux, ou signal type correspondant données d'authentification. Ce module est typiquement un module d'apprentissage automatique, en anglais « machine learning » (ML). On rappelle que l'apprentissage automatique, ou apprentissage statistique, concerne la conception, l'analyse, le développement et l'implémentation de méthodes permettant à une machine (au sens large) d'évoluer par un processus systématique, et ainsi de remplir des tâches difficiles ou problématiques par des moyens algorithmiques plus classiques. Un exemple possible d'apprentissage automatique est celui de la classification dont le but est d'étiqueter chaque donnée en l'associant à une classe.
  • Selon un mode de réalisation préféré, on utilise ici des réseaux de neurones. Selon ce mode de réalisation, classiquement le module d'apprentissage apprend des données d'authentification à partir des différents signaux d'un utilisateur, i.e. il définit ses paramètres pour permettre ensuite à partir de n'importe quel signal reçu de pouvoir fournir en sortie une indication de correspondance entre le signal reçu et des données d'authentification issues de l'apprentissage.
  • Pendant la phase d'utilisation, le réseau de neurone peut également fournir une classe d'appartenance du signal reçu. Par exemple, dans le cas d'un apprentissage de reconnaissance d'un alphabet, chaque symbole de l'alphabet correspondant à une classe, le réseau de neurones permet de déterminer à quelle classe, i.e. quel symbole de l'alphabet, le signal reçu correspond. Selon cet exemple, dans le cas d'une suite de caractères à reconnaître, le réseau de neurones traitera successivement plusieurs signaux reçus pour reconnaître les différents caractères tracés.
  • Le module d'apprentissage enregistre ensuite dans une base de données les données d'authentification d'utilisateurs éventuellement repérés par leurs identifiants. Par exemple, les paramètres déterminés par chaque réseau de neurones associé à un utilisateur sont enregistrés.
  • Une fois que l'apprentissage a été effectué, les données d'authentification résultantes ou les paramètres du réseau de neurones correspondant aux données d'authentification peuvent avantageusement être enregistrés sur le terminal de l'utilisateur ou le dispositif émetteur. Si le terminal ou le dispositif émetteur est utilisé par plusieurs utilisateurs, plusieurs données d'authentification ou plusieurs ensembles de paramètres de réseau de neurones peuvent être enregistrés, par exemple en liaison avec un identifiant de chaque utilisateur.
    • Seconde phase : exploitation des données d'authentification
  • Dans une seconde phase (de mise en œuvre du service), l'utilisateur du terminal mobile IBC qui souhaite valider une transaction s'approche du dispositif émetteur (3, par exemple une borne) et trace une suite de caractères sur une surface du dispositif émetteur ou à proximité du dispositif émetteur. Lorsque le canal de communication est établi, le signal se propage de la borne (3) vers le mobile (1) de l'utilisateur, à travers son corps.
  • Un module de vérification du terminal ou avec lequel le terminal peut communiquer (par exemple sur un serveur externe), vérifie le signal émis par le dispositif émetteur. Il est capable, typiquement, de vérifier que le signal reçu correspond bien à un signal de contrôle, qui a été préalablement enregistré sur le terminal ou dans une base de données accessible du terminal. En variante, le module de vérification peut être compris dans le dispositif émetteur. Dans ce cas, le signal reçu par le terminal est retransmis via un autre canal (4) vers le dispositif émetteur.
  • Si le signal reçu correspond au signal de contrôle, l'utilisateur est authentifié.
  • Toutes les données nécessaires à l'établissement, la poursuite et la conclusion du service peuvent être échangées entre le terminal (ou le dispositif émetteur) et le dispositif émetteur (ou dispositif de contrôle). Par exemple, un canal Bluetooth ou Wi-Fi (4, 4', 4") est établi pour échanger des données, valider un ticket, ouvrir une porte d'accès, enregistrer un contrat numérique, etc .....
  • On rappelle que l'antenne intégrée au terminal est portée par l'utilisateur. L'invention présente donc un avantage essentiel d'ergonomie et de sécurité en ce sens qu'elle permet à la personne souhaitant accéder à un service sécurisé d'être authentifiée via une suite de caractères tracées manuellement sans avoir à sortir son terminal de sa poche ou de son sac, et sans utiliser de clavier pour rentrer un code confidentiel qui pourrait être espionné.
  • Cet exemple de réalisation a été donné à titre illustratif et nullement limitatif. De nombreuses variantes pourraient y être apportées. Notamment :
    • un autre dispositif, par exemple un serveur externe, peut réaliser l'apprentissage et/ou la reconnaissance sur réception des données en provenance du terminal ou du dispositif émetteur.
    • on peut imaginer de modéliser le corps humain comme un canal de transmission caractérisable, c'est-à-dire qu'il peut être associé par exemple à une fonction de transfert, bien connue d'un homme du métier spécialiste du traitement des signaux. Dans ce cas, les caractéristiques de la fonction de transfert peuvent remplacer avantageusement les courbes précitées. Un exemple de telle modélisation est proposée par exemple dans l'article « Intra-Body Communication Model Based on Variable Biological Parameters » de Khorshid et al. cité plus haut.
  • Un dispositif terminal (1) selon l'invention va maintenant être décrit en relation avec la figure 2. Le terminal (1) est par exemple un terminal mobile de type smartphone adapté pour mettre en œuvre l'invention. Selon un autre exemple, le terminal est une simple carte électronique équipée des modules suivants :
    • une unité de traitement, ou « CPU » (pour « Central Processing Unit »), destinée à charger des instructions en mémoire, à les exécuter, à effectuer des opérations ;
    • un ensemble M de mémoires, dont une mémoire volatile, ou "RAM" (pour "Random Access Memory") utilisée pour exécuter des instructions de code, stocker des variables, etc. et une mémoire non volatile de type « ROM » (de l'anglais « Read Only Memory »), ou « EEPROM » (pour « Electronically Erasable Programmable Read Only Memory ») destinée à contenir des informations persistantes, notamment des données d'identification de l'utilisateur, par exemple un numéro de mobile, un identifiant, etc.... Selon un mode de réalisation de l'invention, la mémoire M contient une zone mémoire (5), de préférence sécurisée, contenant des données d'authentification d'un utilisateur du terminal au moins.
    • un module dit « Module IBC utilisateur », MIBCU, incluant :
      • une antenne CBB (ANT) adaptée pour recevoir des signaux sur la voie radio et via le corps humain, de manière à ce qu'un signal électrique modulé transporté par le corps de l'utilisateur soit apte à être reçu par l'antenne, qui se trouve dans le terminal, en proximité avec le corps humain ;
      • un démodulateur (DEMOD), destiné à recevoir via l'antenne un signal électrique modulé et à le transformer en un signal numérique destiné à être transmis à l'unité de traitement ;
      • les composantes logicielles (firmware, etc.) nécessaires à la mise en œuvre des communications CBB;
    • un module radio (BT) de type Bluetooth ou WiFi destiné à transmettre notamment des données en retour depuis le mobile vers un dispositif émetteur.
    • de préférence, et notamment si ces modules ne sont pas mis en œuvre sur un autre dispositif :
      • un module de vérification DGV pour analyser un signal reçu par le module CBB et déterminer si le signal reçu correspond à un signal de contrôle préalablement mémorisé,
      • un module applicatif APPV pour valider ou non l'authentification de l'utilisateur selon que le signal reçu correspond au signal de contrôle ou non,
      • selon un mode particulier de réalisation, un module de reconnaissance RECO apte à coopérer avec le module de vérification DGV et configuré pour reconnaître une suite de caractères à partir d'un signal reçu et de données d'authentification (SIG) de l'utilisateur du terminal,
    • de préférence, et notamment si ce module n'est pas mis en œuvre sur un autre dispositif , une application (APPA) destinée à la mise en œuvre d'un procédé d'apprentissage selon des modes de réalisation de l'invention, notamment :
      • l'apprentissage d'au moins une donnée d'authentification de l'utilisateur ;
      • un accès à une base de données d'authentification (5) contenant les données d'authentification d'un ou plusieurs utilisateurs potentiels du terminal.
  • On notera que ce module d'apprentissage et cette base de données ne sont pas nécessairement situés sur le terminal : ils peuvent être sur un serveur dans un réseau de données, sur le dispositif émetteur si l'on souhaite un fonctionnement centralisé, etc.
  • Un dispositif émetteur (3) selon l'invention va maintenant être décrit en relation avec la figure 3.
  • Le dispositif émetteur comprend plusieurs modules qui sont similaires à ceux du terminal 1 décrit en relation avec la figure 2 :
    • une unité de traitement ou « CPU », destinée à charger des instructions en mémoire, à les exécuter, à effectuer des opérations.
    • un ensemble M de mémoires, dont une mémoire volatile ou "RAM" (pour "Random Access Memory") utilisée pour exécuter des instructions de code, stocker des variables, etc., et une mémoire non volatile, de type « ROM » ou « EEPROM » destinée à contenir des informations persistantes ;
    • un module dit « Module IBC émetteur », MIBCM, incluant :
      • une antenne CBB (ANT) adaptée pour émettre des signaux sur la voie radio et via le corps humain ;
      • un modulateur (MOD) destiné à adapter un signal numérique produit par le microprocesseur en un signal électrique modulé, destiné à être transmis, via l'antenne, à travers le corps de l'utilisateur. L'opération de modulation effectuée par le modulateur est par exemple une modulation d'amplitude : le signal est un signal à 13,56 MHz modulé en amplitude avec un taux de modulation d'environ 10% (caractéristique connue du type B selon la norme NFC). L'invention n'est cependant pas limitée à ce type de modulation. Dans un autre exemple de réalisation, la modulation est une modulation de fréquence, moins sensible aux parasites, ou, une modulation de phase ;
      • une surface de contact, non représentée, adaptée pour réagir à la proximité immédiate de l'utilisateur (contact, quasi-contact, effleurement, etc.). Dans l'exemple décrit ici, cette surface correspond à l'antenne, de manière à ce qu'un signal électrique modulé émis via l'antenne soit apte à être véhiculé par le corps de l'utilisateur qui est en proximité avec la surface. Dans un exemple de réalisation, l'antenne peut être intégrée dans la surface. La surface est agencée de manière à coopérer avec l'unité de traitement pour mettre en œuvre les étapes du procédé qui sera décrit ultérieurement ;
    • un module radio BT de type Bluetooth ou Wi-Fi destiné notamment à recevoir des données en provenance du terminal de l'utilisateur (signaux reçus par le terminal, signal de contrôle, données relatives à une transaction, etc.) et/ou à communiquer avec un autre dispositif pour valider une transaction (porte, objet connecté, etc.).
    • les composantes logicielles (firmware, etc.) nécessaires à la mise en œuvre des communications IBC.
    • optionnellement une interface utilisateur (IHM) non représentée, adaptée pour transmettre à l'utilisateur des instructions ou des messages d'information. Par exemple, l'interface utilisateur est un écran sur lequel les messages et instructions sont affichés. Dans un autre exemple de réalisation, l'interface est une interface audio permettant de jouer les messages et instructions, par exemple pour signifier à l'utilisateur s'il a été authentifié ou s'il n'a pas été correctement authentifié. L'IHM peut aussi comporter un clavier, un micro, etc.
    • optionnellement, et notamment si ces modules ne sont pas présents sur les terminaux :
      • une application (APPA') destinée à la mise en œuvre d'un procédé d'apprentissage selon un mode de réalisation de l'invention, en relation avec une base de données d'authentification (5) ; sur la figure on a schématisé une base comprenant les données d'authentification de deux utilisateurs A et B notés SIGA et SIGB.
      • un module de vérification DGV' pour analyser un signal reçu par le module CBB et déterminer si le signal reçu correspond à un signal de contrôle préalablement mémorisé,
      • selon un mode particulier de réalisation, un module de reconnaissance RECO' apte à coopérer avec le module de vérification DGV' et configuré pour reconnaître une suite de caractères à partir d'un signal reçu et de données d'authentification de l'utilisateur du terminal,
      • un module applicatif APPV' destinée à la mise en œuvre du procédé d'authentification selon des modes de réalisation de l'invention.
  • On rappelle que n'importe quel lecteur du commerce (par exemple un TPE) peut avantageusement être utilisé en tant que dispositif émetteur, à condition de bénéficier du module MIBCM, après une simple mise à jour du logiciel du lecteur (installation et/ou mise à jour de l'application et paramétrage de l'émission NFC) pour le rendre apte à émettre un message possédant les caractéristiques (fréquence, modulation, etc.) CBB via son antenne.
  • La figure 4A représente les étapes d'un procédé d'apprentissage selon un mode de réalisation de l'invention.
  • L'apprentissage est réalisé par répétition d'un tracé d'une suite de caractères sur un dispositif d'apprentissage, par exemple le dispositif émetteur. L'utilisateur se trouve par exemple dans une boutique d'un opérateur de télécommunications et s'apprête à tracer une suite de caractères qui génèrera ses données d'authentification. Selon le mode particulier décrit ici, les données d'authentification correspondent également au signal de contrôle qui sera utilisé par la suite pour vérifier l'authentification de l'utilisateur, lors de l'usage des services de type CBB.
  • Selon ce mode de réalisation, la communication est unidirectionnelle, depuis le dispositif d'apprentissage vers le terminal de l'utilisateur, et un canal de communication Bluetooth (4) est utilisé pour la communication depuis le terminal de l'utilisateur vers le dispositif d'apprentissage. Le terminal de l'utilisateur, par exemple de type smartphone CBB, se trouve dans la poche de l'utilisateur.
  • On suppose ici que tous les prérequis nécessaires à la communication CBB ont été effectuées aux cours d'étapes d'initialisation respectives E0 et E20, comme par exemple décrit dans la demande WO2017/093639 , notamment la diffusion par le dispositif d'apprentissage d'un message d'invite comportant éventuellement des paramètres relatifs au service offert (identifiant du service, aléa, qui permettra notamment d'effectuer l'appairage Bluetooth, etc.), le positionnement du terminal en mode de réception CBB, le lancement du programme d'apprentissage, etc.
  • Lors d'une étape E21, l'utilisateur trace une suite de caractères vers le dispositif d'apprentissage (borne, TPE, etc.). La suite de caractères comporte au moins un caractère, par exemple un caractère alphanumérique. La suite de caractères peut être décidée par l'utilisateur lui-même, ou bien fournie à l'utilisateur, par exemple par le fournisseur du service nécessitant l'authentification de l'utilisateur.
  • Lors d'une étape E21, la communication s'établit sur le canal IBC. La borne émet le signal SP(t) transmis via le corps de l'utilisateur et portant les caractéristiques de la suite de caractères tracés par l'utilisateur. Un tel signal SP(t) est reçu par le terminal de l'utilisateur (1) au cours d'une étape E1.
  • Lors d'une étape E2, le terminal de l'utilisateur démodule et traite le signal reçu SP(t).
  • Lors d'une étape E3, le terminal mémorise le signal dans une mémoire (représentée ici sous la forme d'une base de données (6) à titre d'exemple). Alternativement il peut aussi transmettre le signal, à un serveur d'apprentissage externe. Au cours de l'étape E3, le signal reçu Sp(t) est fourni en entrée d'un réseau de neurones RES, dont les poids ont préalablement été initialisés à une ou des valeurs par défaut.
  • Lors de l'étape E4, un nombre d'itérations est testé et il est vérifié si un nombre N d'itérations des étapes E1-E3 a été réalisé; tant que le nombre souhaité d'itérations n'est pas atteint, le terminal de l'utilisateur demande à l'utilisateur de retracer la suite de caractères (étape E1), reçoit un nouveau signal Sp(t) (étape E1) qu'il fournit en entrée au réseau de neurones RES pour qu'il apprenne les données d'authentification de l'utilisateur correspondant à la suite de caractères tracés par l'utilisateur.
  • Par exemple, le réseau de neurones peut être utilisé comme décrit dans l'article « Authentification et Identification de Visages basées sur les Ondelettes et les Réseaux de Neurones. » de M.BELAHCENE-BENATIA Mébarka (Revue science des matériaux, Laboratoire LARHYSS N°02, Septembre 2014 pp.01-08). La méthode décrite, basée sur la transformation d'une image à deux dimensions d'un visage en un vecteur de taille N obtenu en enchaînant les lignes (ou colonnes) de l'image correspondante, suivie de l'établissement d'une matrice de covariance entre les différentes images, peut être facilement adaptée aux échantillons des signaux numériques issus des signaux Sp(t).
  • Le compteur N est par exemple fixé à 3 et trois signaux S1(t), S2(t), S3(t) doivent être reçus et fournis au réseau de neurones RES.
  • On notera que le nombre N d'itérations peut être prédéfini (par exemple N=10) ou défini par l'algorithme lui-même : par exemple, le nombre d'itérations peut dépendre d'une valeur de sortie du réseau de neurones RES. Par exemple, on considère que le nombre d'itérations est atteint lorsque les coefficients du réseau de neurones, i.e. paramètres du réseau de neurones, sont quasiment stables d'une itération à la suivante. Autrement dit, on considère que le nombre d'itérations est atteint lorsque la différence entre les coefficients du réseau de neurones entre deux itérations est inférieure à 95% par exemple.
  • Lorsque le nombre d'itérations souhaité est atteint ou que la valeur de sortie est supérieure au seuil prédéterminé, l'apprentissage du réseau de neurones RES pour l'utilisateur est terminé et les données d'authentification de l'utilisateur sont déterminées. Par exemple, les données d'authentification sont représentées par les paramètres du réseau de neurones RES déterminés lors de l'apprentissage réalisé au cours des itérations des étapes E1-E2-E3.
  • Au cours d'une étape E5, les données d'authentification sont stockées dans une mémoire, ou base de données (5), soit dans le terminal de l'utilisateur, soit dans une base de données de données d'authentification, avec de préférence un identifiant de l'utilisateur (par exemple son nom, sa date de naissance, son numéro de téléphone, l'adresse MAC de son terminal, son numéro de compte bancaire, etc.).
  • Selon un autre mode de réalisation non représenté, c'est le dispositif émetteur (borne) qui apprend les données d'authentification. Dans ce cas, l'étape E1 de réception du signal ou E2 de démodulation et de traitement du signal par le terminal de l'utilisateur peut être suivie d'une étape de retransmission de ce signal vers le dispositif émetteur, via le canal Bluetooth.
  • L'apprentissage des données d'authentification de l'utilisateur a été décrit ci-dessus en utilisant un réseau de neurones. D'autres méthodes d'apprentissage sont bien entendu possibles, par exemple les N signaux Sp(t) reçus au cours des itérations des étapes E1-E2 peuvent être mémorisés et des données d'authentification sont déterminées à partir des N signaux mémorisés par toute méthode à la portée de l'homme du métier pour obtenir un signal représentatif des N signaux Sp(t), par exemple en effectuant une moyenne, ou en utilisant un système SVM (Support Vector Machine) pour classer les différents signaux reçus en les mettant dans le sous-ensemble correspondant aux signaux de l'utilisateur, etc.
  • Les données d'authentification peuvent prendre typiquement la forme d'un signal analogique ou numérique, c'est-à-dire une fonction représentant les variations du signal correspondant au tracé moyen de la suite de caractères de l'utilisateur sur un intervalle de temps, par exemple quelques secondes.
  • On décrit ci-après en relation avec la figure 4B un procédé d'apprentissage selon un autre mode particulier de réalisation. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, les données d'authentification permettent de reconnaître une suite de caractères tracés par l'utilisateur lors de l'authentification, cette suite de caractères étant ensuite comparée avec un signal de contrôle pour valider ou non l'authentification de l'utilisateur.
  • Selon le mode de réalisation décrit ici, le procédé d'apprentissage permet au dispositif d'apprentissage d'apprendre le tracé de chaque caractère indépendamment, par exemple chaque lettre de l'alphabet est apprise seule et séparément des autres lettres.
  • Selon ce mode particulier de réalisation, le procédé d'apprentissage apprend à reconnaître des lettres ou caractères tracés par l'utilisateur parmi un groupe de caractères prédéterminés. Un tel groupe de caractères peut comprendre toutes ou une partie des lettres de l'alphabet latin, ou de tout autre alphabet, des chiffres, des idéogrammes, ou tout caractère apte à être représenté sous forme interprétable par un ordinateur, par exemple par un code ASCII, pour être stocké dans une mémoire.
  • Dans ce mode particulier de réalisation, les itérations des étapes E1-E3 sont réalisées successivement pour chaque caractère du groupe de caractères que le réseau de neurones RES doit pouvoir reconnaître. Le procédé d'apprentissage illustré en figure 4B est similaire à celui illustré en figure 4A, à ceci près que lors de l'étape E20, l'utilisateur est invité à tracer un caractère spécifique afin que le dispositif d'apprentissage sache quel caractère est en cours d'apprentissage. Eventuellement l'utilisateur peut indiquer lui-même via un clavier du dispositif d'apprentissage quel caractère il va tracer. Dans les 2 variantes présentées ici, on parle d'apprentissage supervisé.
  • De plus, le procédé d'apprentissage comprend en outre une étape E4' qui est réalisée à la fin de l'apprentissage d'un caractère, lorsque suite à l'étape E4, il est déterminé que le nombre d'itérations pour l'apprentissage de ce caractère est atteint. Lors de l'étape E4', il est vérifié si tous les caractères du groupe à apprendre ont été appris. Si c'est le cas, le procédé passe à l'étape E5, sinon le procédé procède à l'apprentissage d'un autre caractère du groupe.
  • Dans ce mode de réalisation, lors de l'étape E5, les paramètres du réseau de neurones représentatifs de l'apprentissage des lettres tracées par l'utilisateur sont stockés en tant que données d'authentification.
  • La figure 6 représente un exemple de signal représentatif d'un caractère tracé plusieurs fois par un utilisateur sur une surface d'un dispositif émetteur, ici la lettre C.
  • La figure 5A décrit un procédé d'authentification d'un utilisateur selon un mode particulier de réalisation de l'invention. Selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, le signal de contrôle à vérifier correspond aux données d'authentification de l'utilisateur qui ont été préalablement apprises.
  • On suppose ici, de même que précédemment, que tous les prérequis nécessaires à la communication CBB ont été effectuées aux cours des étapes respectives E0 et E20. On suppose aussi que la phase d'apprentissage décrite précédemment à l'appui de la figure 4A ou de la figure 4B a été effectuée et que les données d'authentification de l'utilisateur se trouvent sur le terminal mobile (on rappelle que de telles données pourraient être localisées ailleurs, dans une base de données externe au terminal par exemple).
  • Lors d'une étape E51, l'utilisateur trace sur une surface du dispositif émetteur, à proximité de l'antenne, une suite de caractères.
  • Au cours de l'étape E51, la communication s'établit sur le canal CBB. Le dispositif émetteur émet un signal qui est modifié par le tracé de la suite de caractères par l'utilisateur. Le signal modifié transmis via le corps de l'utilisateur et portant les caractéristiques de la suite de caractères tracés par l'utilisateur test est reçu par le terminal de l'utilisateur (1) au cours d'une étape E52. Au cours de l'étape E52, le terminal de l'utilisateur démodule et traite le signal reçu.
  • La figure 7 représente un exemple de signal reçu représentatif d'une suite de caractères tracés par un utilisateur sur une surface d'un dispositif émetteur, ici les initiales de l'utilisateur.
  • Lors d'une étape E54, le terminal de l'utilisateur obtient à partir de sa mémoire ou d'une base de données externe des données d'authentification de l'utilisateur, correspondant également selon le mode particulier décrit ici au signal de contrôle à vérifier. Par exemple, il obtient les paramètres du réseau de neurones associé à l'utilisateur.
  • Lors d'une étape E55, il est vérifié si le signal reçu correspond au signal de contrôle. Pour cela, le signal reçu est fourni en entrée du réseau de neurones qui fournit en sortie une valeur représentative de la correspondance entre le signal reçu et le signal de contrôle ou données d'authentification, par exemple une valeur de probabilité. On rappelle que selon ce mode particulier de réalisation de l'invention, lors de la phase d'apprentissage, le réseau de neurones a appris la correspondance entre le signal reçu et le signal de contrôle (correspondant également selon ce mode de réalisation aux données d'authentification). Suite à l'étape E55, la vérification est positive par exemple si la valeur de correspondance est proche de 100%. Autrement dit, le signal reçu correspond bien à un signal de l'utilisateur. Si un autre utilisateur essaie de tracer la même suite de caractères, la valeur de correspondance sera petite, i.e. éloignée de 100%.
  • Selon une variante, la vérification est positive lorsque la valeur de correspondance est supérieure à un seuil déterminé, par exemple 95%.
  • Selon le mode particulier décrit ici, lorsque la phase d'apprentissage a été réalisée selon la variante décrite en relation avec la figure 4B, la valeur de correspondance fournie par le réseau de neurones permet de déterminer si l'utilisateur qui a tracé une suite de caractères est bien l'utilisateur du terminal. Autrement dit, dans cette variante, peu importe la suite de caractères tracés par l'utilisateur pour s'authentifier, il est simplement vérifié que les signaux issus du tracé de cette suite de caractères correspondent bien aux signaux de caractères tracés par l'utilisateur lors de l'apprentissage. On vérifie donc si l'utilisateur qui demande à s'authentifier est bien l'utilisateur pour lequel les données d'authentification ont été apprises. Selon le mode particulier décrit ici, lorsque la phase d'apprentissage a été réalisée selon la variante décrite en relation avec la figure 4A, la valeur de correspondance fournie par le réseau de neurones permet de déterminer si l'utilisateur qui a tracé une suite de caractères est bien l'utilisateur du terminal et si la suite de caractères qu'il a tracé pour s'authentifier est bien la suite de caractères pour laquelle les données d'authentification ont été apprises. Selon cette variante, on vérifie donc l'identité de l'utilisateur et si celui-ci connaît la suite de caractères à tracer pour s'authentifier.
  • Si la vérification est positive, lors d'une étape E56, l'authentification de l'utilisateur est validée et l'utilisateur peut accéder au service demandé.
  • Sinon, lors d'une étape E57, l'authentification de l'utilisateur échoue et l'utilisateur ne peut pas accéder au service.
  • La figure 5B décrit un procédé d'authentification d'un utilisateur selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention. Selon cet autre mode particulier de réalisation de l'invention, le signal de contrôle est distinct des données d'authentification de l'utilisateur. L'authentification de l'utilisateur est validée si la suite de caractères tracés par l'utilisateur et après reconnaissance de ces caractères à partir des données d'authentification correspond au signal de contrôle à vérifier.
  • On suppose ici, de même que précédemment, que tous les prérequis nécessaires à la communication CBB ont été effectuées aux cours des étapes respectives E0 et E20. On suppose aussi que la phase d'apprentissage décrite précédemment à l'appui de la figure 4B a été effectuée et que les données d'authentification de l'utilisateur se trouvent sur le terminal mobile (on rappelle que de telles données pourraient être localisées ailleurs, dans une base de données externe au terminal par exemple).
  • Lors d'une étape E51', l'utilisateur trace sur une surface du dispositif émetteur, à proximité de l'antenne, une suite de caractères.
  • Au cours de l'étape E51', la communication s'établit sur le canal IBC. Le dispositif émetteur émet un signal qui est modifié par le tracé de la suite de caractères par l'utilisateur. Le signal modifié transmis via le corps de l'utilisateur et portant les caractéristiques de la suite de caractères tracés par l'utilisateur test reçu par le terminal de l'utilisateur (1) au cours d'une étape E52'.
  • Lors d'une étape E53', le terminal de l'utilisateur démodule et traite le signal reçu.
  • Lors d'une étape E54', le terminal de l'utilisateur obtient à partir de sa mémoire ou d'une base de données externe des données d'authentification de l'utilisateur. Par exemple, il obtient les paramètres du réseau de neurones associé à l'utilisateur.
  • Lors d'une étape E55', il est vérifié si le signal reçu correspond au signal de contrôle permettant l'accès au service demandé. Pour cela, au cours d'une sous-étape E58, la reconnaissance de chaque caractère tracé par l'utilisateur est réalisée à partir du signal reçu et des données d'authentification obtenues. Pour cela, le signal reçu est fourni en entrée du réseau de neurones propres à l'utilisateur et une suite de caractères reconnus est obtenue en sortie, éventuellement avec une valeur de correspondance, correspondant par exemple à une mesure de confiance associée à la suite de caractères reconnus. Lors de l'étape E55', il est ensuite déterminé si la suite de caractères reconnus correspond au signal de contrôle préalablement mémorisé. La vérification est positive par exemple si la suite de caractères reconnus est identique au signal de contrôle.
  • Si la vérification est positive, lors d'une étape E56', l'authentification de l'utilisateur est validée et l'utilisateur peut accéder au service demandé.
  • Sinon, lors d'une étape E57', l'authentification de l'utilisateur échoue et l'utilisateur ne peut pas accéder au service.
  • Les modes particuliers de réalisation ci-dessus ont été décrits dans le cas où le procédé d'authentification est mis en œuvre par le terminal de l'utilisateur.
  • Dans d'autres mises en œuvre, ces modes de réalisation peuvent être mis en œuvre par le dispositif émetteur. Les mécanismes décrits précédemment sont identiques, les données d'authentification de l'utilisateur et le signal de contrôle sont préalablement mémorisés dans le dispositif émetteur.
  • Lorsque le terminal de l'utilisateur reçoit le signal représentatif de la suite de caractères tracés par l'utilisateur, ce signal est transmis, par exemple via une liaison WIFI ou Bluetooth, au dispositif émetteur.
  • Selon l'un quelconque des modes particuliers de réalisation décrit ici, lorsque les données d'authentification de l'utilisateur sont mémorisées dans un ensemble de données d'authentification d'utilisateurs, un identifiant de l'utilisateur, par exemple un numéro de mobile, son nom, ou un autre, est utilisé pour sélectionner les données d'authentification propres à l'utilisateur parmi l'ensemble de données d'authentification d'utilisateurs.
  • Lorsque le procédé d'authentification est mis en œuvre par le dispositif émetteur, un tel identifiant est par exemple transmis par le terminal utilisateur au dispositif émetteur via un canal WIFI ou Bluethooth.
  • En variante de l'un quelconque des modes particuliers de réalisation décrits précédemment, lors de la validation de l'authentification, un signal de validation de l'authentification est transmis (E60) à un dispositif de contrôle afin d'activer le service demandé par l'utilisateur. Un tel signal peut être transmis via un canal WIFI ou Bluethooth, ou un réseau IP, etc....
  • Le dispositif de contrôle précité peut être le dispositif émetteur, ou le terminal de l'utilisateur selon le dispositif mettant en œuvre le procédé d'authentification, ou encore un autre dispositif tel qu'une porte d'accès, un serveur, etc...

Claims (15)

  1. Système d'authentification d'un utilisateur (2), comprenant au moins une mémoire (M) et un processeur (CPU) configurés pour :
    - recevoir un signal représentatif d'un signal radio caractéristique d'au moins un caractère tracé par l'utilisateur (2) sur ou à proximité d'une surface d'un dispositif émetteur (3) comprenant une antenne apte à émettre ledit signal radio à destination d'un terminal (1) de l'utilisateur (2) via un canal utilisant des capacités de conduction d'onde électromagnétique du corps de l'utilisateur (2) lorsque la main de l'utilisateur (2) trace ledit au moins un caractère sur ou à proximité de la surface du dispositif émetteur (3),
    - vérifier si le signal reçu correspond à un signal de contrôle préalablement mémorisé, comprenant ledit au moins un caractère tracé par l'utilisateur ;
    - lorsque le signal reçu correspond audit signal de contrôle, valider l'authentification de l'utilisateur (2).
  2. Système d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 1, dans lequel ladite mémoire (M) et ledit processeur (CPU) sont en outre configurés pour générer un signal de validation de l'authentification destiné à un dispositif de contrôle (10) dudit système d'authentification.
  3. Système d'authentification d'un utilisateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel ladite mémoire (M) et ledit processeur (CPU) sont compris dans ledit terminal (1).
  4. Système d'authentification d'un utilisateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel ladite mémoire (M) et ledit processeur (CPU) sont compris dans ledit dispositif émetteur (3).
  5. Système d'authentification d'un utilisateur selon l'une des revendications 3 et 4 combinée à la revendication 2, dans lequel ledit terminal (1), respectivement ledit dispositif émetteur (3), comprend en outre un module de communication pour transmettre ledit signal de validation audit dispositif de contrôle (10).
  6. Procédé d'authentification d'un utilisateur (2), mis en œuvre par un processeur, comprenant:
    - la réception (E52) d'un signal représentatif d'un signal radio caractéristique d'au moins un caractère tracé par l'utilisateur sur ou à proximité d'une surface d'un dispositif émetteur comprenant une antenne apte à émettre ledit signal radio à destination d'un terminal de l'utilisateur (2) via un canal utilisant des capacités de conduction d'onde électromagnétique du corps de l'utilisateur (2) lorsque la main de l'utilisateur trace ledit au moins un caractère sur ou à proximité de la surface du dispositif émetteur,
    - la vérification (E55) si le signal reçu correspond à un signal de contrôle préalablement mémorisé, comprenant ledit au moins un caractère tracé par l'utilisateur ;
    - dans le cas d'une vérification positive, la validation (E56) de l'authentification de l'utilisateur.
  7. Procédé d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 6, dans lequel la vérification comprend l'obtention d'au moins une donnée d'authentification propre à l'utilisateur préalablement mémorisée.
  8. Procédé d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 7, dans lequel un identifiant de l'utilisateur est utilisé pour sélectionner ladite au moins une donnée d'authentification propre à l'utilisateur parmi un ensemble de données d'authentification d'utilisateurs.
  9. Procédé d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 7, dans lequel la vérification comprend en outre la reconnaissance de chaque caractère tracé par l'utilisateur à partir de la au moins une donnée d'authentification obtenue, délivrant une suite de caractères reconnus, et la détermination si la suite de caractères reconnus correspond au signal de contrôle préalablement mémorisé.
  10. Procédé d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 6, dans lequel le signal représentatif d'au moins un caractère tracé par l'utilisateur est reçu par le dispositif émetteur, en provenance du terminal de l'utilisateur.
  11. Procédé d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 6, dans lequel la validation comprend l'envoi à un dispositif de contrôle d'un signal de validation de l'authentification.
  12. Procédé d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 7, dans lequel la vérification est mise en œuvre par un réseau de neurones ayant préalablement appris la au moins une donnée d'authentification propre à l'utilisateur.
  13. Procédé d'authentification d'un utilisateur selon la revendication 12, dans lequel la vérification fournit une valeur de correspondance entre le signal reçu et le signal de contrôle, la vérification étant positive lorsque la valeur de correspondance est supérieure à un seuil déterminé.
  14. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé d'authentification selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, lorsque le programme est exécuté par un processeur.
  15. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur selon la revendication 14.
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